Simulation of ice crystal parameters along path change based on path cooling method

Haifeng QI; Shinan CHANG; Zhanpeng REN; Yinglin YANG

doi:10.7527/S1000-6893.2025.32227

ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA >

2026 , Vol. 47 >Issue 4: 132227 - 132227

DOI: https://doi.org/10.7527/S1000-6893.2025.32227

Fluid Mechanics and Flight Mechanics

Simulation of ice crystal parameters along path change based on path cooling method

Haifeng QI ,
Shinan CHANG ,
Zhanpeng REN ,
Yinglin YANG

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^1.School of Aeronautic Science and Engineering，Beijing University，Beijing 100191，China
^2.National Key Laboratory of Strength and Structural Integrity，Aircraft Strength Research Institute of China，Xi’an 710065，China

E-mail：sn_chang@buaa.edu.cn

Received date: 2025-05-13

Revised date: 2025-06-08

Accepted date: 2025-07-11

Online published: 2025-07-15

Supported by

National Natural Science Foundation of China(12172031);National Key Laboratory of Strength and Structural Integrity Open Fund(LSSIKFJJ202405002)

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Abstract

In order to solve the technical problems of ice crystal formation， the process of water droplet phase turning into ice crystals was numerically simulated by the path cooling method to determine the specific location and range of ice crystal formation， that is， the test section range for conducting the ice crystal icing simulation test. In the process of moving with the air flow， the ice crystal will have heat/mass transfer with the surrounding air， and its parameters such as diameter， temperature and velocity change significantly. Based on the path cooling method and phase transition criteria， the variation of ice crystal parameters under different conditions is studied. The results show that when the inlet wind speed of the stable section increases， the wind speed inside the test section increases significantly. Under the conditions of inlet wind speed of 10， 15， 20 m/s， the icing proportion inside the test section is relatively high， reaching more than 90%. At ambient temperatures of 233.15 K and 223.15 K， the water droplets have completely frozen into ice crystals near x = 2.3 m. Furthermore， with the increase of the diameter of the water drop， the total water content in different sections along the test section gradually decreases， and the position where the water drops begins to freeze increases along the direction of movement.

Key words： water droplet icing; path cooling method; ice wind tunnel; heat and mass transfer; ice crystal formation

Cite this article

Haifeng QI , Shinan CHANG , Zhanpeng REN , Yinglin YANG . Simulation of ice crystal parameters along path change based on path cooling method[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2026 , 47(4) : 132227 -132227 . DOI: 10.7527/S1000-6893.2025.32227

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